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2023 年度 実施状況報告書

持続的抗菌性を付与した高機能化ナノカーボンの精製ならびに骨形成への影響の検討

研究課題

研究課題/領域番号 22K17125
研究機関北海道大学

研究代表者

前田 由佳利  北海道大学, 大学病院, 医員 (40884622)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードカーボンナノホーン / ミノサイクリン / インプラント周囲炎 / 局所薬物送達療法 / 共培養 / 動物実験
研究実績の概要

歯科分野においては,インプラント治療は予知性ならびに効果の高い治療であるが,インプラント周囲炎が,インプラント体の早期脱落を引き起こすなど臨床における大きな問題となっている.新たなインプラント周囲炎へのアプローチとして,局所薬物送達療法のため薬剤担持をさせたカーボンナノホーン(機能化CNHs)を作製し,その生体応答を検証する.本研究では機能化CNHsによる持続的な抗菌性の保持及び骨形成の促進を図ることを目的とし,下記について検索する.
1) 多種薬剤担持による機能化CNHsの生成
2) 機能化CNHsの免疫及び骨形成に係る影響について細胞と口腔内細菌のco-culture
3) ラットを用いたin vivoでの免疫応答
共培養を行う前準備としてマウス骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)及びマウスマクロファージ様細胞(J774A.1)の培養を行った。MC/CNHsとMC3T3-E1との培養では細胞毒性を惹起せず,ALP活性を有することは確認済みである.CNHsとJ774A.1の培養ではM1マクロファージが分泌する骨形成阻害因子であるTNFαとIL6が有意に低く,M2表現型のIL10については,CNHs存在下の方が有意に高かった.これによりCNHsがマクロファージの組織再生に関与するM2マクロファージへの分極を誘導する可能性を強く示唆している.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和5年度開始時より妊娠による体調不良で、予定していた研究活動を行うことができなかった。産後、研究活動を再開できるようになったのが2024年1月からであったため、3か月間では当初予定していた計画を遂行することがほぼできなかった。

今後の研究の推進方策

令和5年度に行う予定であった計画を上半期で行う予定である。J774A.1についてMC/CNHs存在下における挙動観察のためERISAによるサイトカイン発現分析を行う。MC/CNHs存在下での評価の後に、MC3T3-E1及びJ774A.1の共培養を行う。共培養の評価についてはレーザー共焦点顕微鏡による観察及びアリザリンレッド染色を予定している。in vivoにおける免疫反応の評価は、インプラント周囲歯肉溝及びラット第一大臼歯歯肉溝にMC/CNHsを填入して、抗炎症効果についてHE染色及び免疫染色にて炎症性細胞の確認と、マクロファージの蛍光強度を比較することによって行う。下半期には細胞の共培養に加え、LPSによる免疫反応の惹起や、S.mutansにおける菌培養を同時に行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

今年度は妊娠・出産のために研究計画に大幅な遅れが生じてしまったことにより、研究費の未使用額が生じてしまった。次年度は今年度予定していた細胞の共培養に加え、レーザー共焦点顕微鏡の施設利用料が発生する。また遅延している研究計画を円滑に進行するため、in vivoにおける組織観察を外部委託する予定である。コロナにおける社会的情勢の緩和により学会発表が現地開催される傾向にあるため、旅費にも使用する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] An antibacterial conjugate of carbon nanohorns for NIR-light mediated peri-implantitis treatment2023

    • 著者名/発表者名
      Hirata Eri、Takano Yuta、Konishi Daisuke、Maeda Yukari、Ushijima Natsumi、Yudasaka Masako、Yokoyama Atsuro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 ページ: 11000~11003

    • DOI

      10.1039/D3CC03128D

  • [学会発表] Development of near-infrared light-responsive carbon nanohorns for control of minocycline release.2023

    • 著者名/発表者名
      Konishi D, Hirata E, Takano Y, Maeda Y, Kimura S, Yudasaka M, Yokoyama A
    • 学会等名
      Biomaterials International
  • [学会発表] 近赤外光照射によりミノサイクリンの放出を可能とする光機能性CNHsの開発2023

    • 著者名/発表者名
      小西大輔, 平田恵理, 高野勇太, 前田由佳利, 横山敦郎
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第132回学術大会
  • [学会発表] カーボンナノホーン複合体の近赤外光照射による静菌効果2023

    • 著者名/発表者名
      小西大輔, 平田恵理, 高野勇太, 前田由佳利, 木村貞仁, 横山敦郎
    • 学会等名
      第13回ナノカーボンバイオサテライトシンポジウム
  • [学会発表] 近赤外光照射により静菌効果を発揮する光機能性カーボンナノホーンの開発2023

    • 著者名/発表者名
      小西大輔, 平田恵理, 高野勇太, 前田由佳利, 木村貞仁, 横山敦郎
    • 学会等名
      第53回日本口腔インプラント学会学術大会

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公開日: 2024-12-25  

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